1. Sebuah tuas memiliki lengan beban 100 cm dan lengan kuasa 170 cm. Jika diberikan beban 100 N, hitunglah gaya yang diperlukan untuk dapat mengangkat suatu beban tersebut dan sebutkan keuntungan mekanik tuas. 

Pernahkah kamu mendengar kata tuas? Tuas atau pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Tanpa kita sadari, kita sering lo menggunakan tuas untuk mempermudah pekerjaan kita. Dengan menggunakan tuas, kita dapat menaikkan beban yang berat seperti yang diceritakan pada soal ini. Untuk menjawab soal ini, kita review terlebih dahulu tentang konsep tuas atau pengungkit ya. 

Identifikasi Konsep

Tuas atau pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang berupa batang yang dapat berputar terhadap titik tetap. Titik tetap pada tuas disebut dengan tumpuan, dan bagian tuas yang dikenai gaya kuasa disebut titik kuasa, sedangkan bagian yang dikenai gaya beban adalah titik beban. Panjang lengan kuasa dan lengan beban diukur dari tumpuan. Sehingga bagian dan bentuk pengungkit dapat dilihat pada gambar di bawah ya.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-654/LessonId-1577/ModuleId-2/QuestionCode-21G0CTXFFRN/pengungkit.png" />
dengan
\(F\) = gaya kuasa (N)
\(w\) = gaya beban (N)
\(L_B\) = lengan beban (m)
\(L_K\) = lengan kuasa (m)

Tuas atau pengungkit dapat mempermudah kerja dengan cara melipatkan gaya dan mengubah arah gaya. Angka yang menunjukkan berapa kali pesawat sederhana dapat melipatkan gaya disebut dengan <b>keuntungan mekanik</b>. Keuntungan mekanik pada tuas atau pengungkit dapat dihitung dengan membagi lengan kuasa dengan lengan beban, atau berat beban dibagi dengan gaya kuasa. Secara matematis dapat dituliskan sebagai:

\(KM=\frac{L_K}{L_B}=\frac{w}{F}\)

Sehingga secara umum, pada tuas berlaku persamaan:

\(F\times L_K=w\times L_B\)

Sehingga kita gunakan persamaan ini untuk menjawab soal. Kita analisis terlebih dahulu yang diketahui pada soal ya.

Pada soal diketahui:
panjang lengan beban \(L_B\) = 100 cm = 1 m
panjang lengan kuasa \(L_K\) = 170 cm = 1,7 m
berat beban \(w\) = 100 N
Yang ditanyakan adalah gaya kuasa yang diperlukan dan keuntungan mekanik tuas. 

Kita gunakan persamaan pada tuas:
\(F\times L_K=w\times L_B\)
\(F\times 1,7=100\times 1\)
\(F=\frac{100}{1,7}\)
\(F=58,82\) N

Sedangkan keuntungan mekaniknya adalah:
\(KM=\frac{L_K}{L_B}\)
\(KM=\frac{1,7}{1}\)
\(KM=1,7\)

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi gaya yang diperlukan untuk dapat mengangkat beban tersebut adalah 58,82 N dan keuntungan mekanik tuas adalah 1,7.